כאן, אנו מתארים מערכת תכנות מחדש ישירה ממוטבת עבור מלנוציטים ומערכת אריזה מרוכזת של וירוסים ביעילות גבוהה המבטיחה תכנות מחדש ישיר חלק.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מתארים מערכת תכנות מחדש ישירה ממוטבת עבור מלנוציטים ומערכת אריזה מרוכזת של וירוסים ביעילות גבוהה המבטיחה תכנות מחדש ישיר חלק.
אובדן התפקוד של מלנוציטים מוביל vitiligo, אשר משפיע ברצינות על הבריאות הפיזית והנפשית של האנשים המושפעים. כיום, אין טיפול יעיל לטווח ארוך עבור vitiligo. לכן, זה הכרחי לפתח טיפול נוח ויעיל עבור vitiligo. טכנולוגיית רפואה רגנרטיבית לתכנות מחדש ישיר של תאי עור למלנוציטים נראית כטיפול חדשני ומבטיח בויטיליגו. זה כרוך בתכנות מחדש ישיר של תאי העור של המטופל למלנוציטים תפקודיים כדי לעזור למתן את אובדן המלנוציטים בחולים עם ויטיליגו. עם זאת, שיטה זו צריכה להיבדק תחילה על עכברים. למרות שתכנות מחדש ישיר נמצא בשימוש נרחב, אין פרוטוקול ברור לתכנות מחדש ישיר למלנוציטים. יתר על כן, מספר גורמי השעתוק הזמינים הוא מכריע.
כאן, פרוטוקול מערכת אריזה מרוכזת של lentivirus מוצג כדי לייצר גורמי שעתוק שנבחרו לתכנות מחדש של תאי עור למלנוציטים, כולל Sox10, Mitf, Pax3, Sox2, Sox9 ו- Snai2. פיברובלסטים עובריים של עכברים (MEFs) נדבקו בנגיף הלנטי המרוכז עבור כל גורמי השעתוק הללו לתכנות מחדש ישיר של ה-MEFs למלנוציטים מושרים (iMels) במבחנה. יתר על כן, גורמי שעתוק אלה נבדקו, והמערכת הותאמה לתכנות מחדש ישיר למלנוציטים. הביטוי של הסמנים האופייניים של מלנין ב- iMels ברמת הגן או החלבון היה מוגבר באופן משמעותי. תוצאות אלה מצביעות על כך שתכנות מחדש ישיר של פיברובלסטים למלנוציטים יכול להיות אסטרטגיה טיפולית חדשה ומוצלחת עבור ויטיליגו ולאשר את המנגנון של התפתחות מלנוציטים, אשר יספק את הבסיס לתכנות מחדש ישיר נוסף של פיברובלסטים למלנוציטים in vivo.
ויטיליגו היא מחלת עור המשפיעה קשות על בריאותם הגופנית והנפשית של האנשים המושפעים. מסיבות שונות, כולל הפרעות מטבוליות, עקה חמצונית, יצירת מתווכים דלקתיים, ניתוק תאים ותגובה אוטואימונית, המלנוציטים התפקודיים הולכים לאיבוד, והפרשת המלנין נעצרת, מה שמוביל להתפתחות של ויטיליגו 1,2. מצב זה מתרחש באופן נרחב והוא בעייתי במיוחד על הפנים. הטיפול העיקרי הוא שימוש סיסטמי בקורטיקוסטרואידים ובאימונומודולטורים. פוטותרפיה יכולה לשמש למחלות סיסטמיות או מקומיות, וישנם טיפולים כירורגיים, כגון השתלת עור מחורר והשתלת מלנוציטים אוטולוגית 3,4,5. עם זאת, חולים המשתמשים בטיפול תרופתי ובפוטותרפיה נוטים להישנות, ולטיפולים אלה יש השפעות טיפוליות ארוכות טווח גרועות. הטיפול הכירורגי הוא טראומטי ויעיל למדי רק 2,6. לכן, יש צורך באסטרטגיה טיפולית חדשה ויעילה עבור ויטיליגו.
התכנות מחדש של תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים (iPSCs) הופך את התאים האלה ממצבם הסופי למצב פלוריפוטנטי, תהליך המתווך על ידי גורמי השעתוק, Oct4, Sox2, Klf4 ו-c-Myc7. עם זאת, בשל האפשרות של גידולים סרטניים וזמן הייצור הארוך, טכנולוגיה זו נתקלה בספקנות כאשר יושמה על הגדרות קליניות8. תכנות מחדש ישיר הוא טכנולוגיה שגורמת לסוג אחד של תא סופני להפוך לסוג אחר של תא סופני9. תהליך זה מושג על ידי גורמי שעתוק מתאימים. תאים שונים כבר תוכננו מחדש ישירות בהצלחה, כולל קרדיומיוציטים10, נוירונים11 ותאי שיער שבלול12. חלק מהחוקרים אף תיכנתו מחדש את רקמת העור ישירות באתרה, שיכולה לשמש לתיקוןפצעים 13. היתרונות של תכנות מחדש ישיר כוללים זמני המתנה ועלויות מופחתים, סיכון נמוך יותר לסרטן, פחות בעיות אתיות והבנה טובה יותר של המנגנון העומד בבסיס קביעת גורל התא9.
למרות ששיטת התכנות מחדש הישירה נמצאת בשימוש נרחב, אין כיום שיטה מוגדרת לתכנות מחדש ישיר של תאי עור למלנוציטים, במיוחד בגלל גורמי השעתוק הרבים להיחשב14,15. גורמי השעתוק, Mitf, Sox10 ו-Pax3, שימשו לתכנות מחדש ישיר של תאי העור למלנוציטים14. לעומת זאת, השילוב של MITF, PAX3, SOX2 ו-SOX9 שימש גם לתכנות מחדש ישיר של תאי עור למלנוציטים אנושיים במחקר אחר15. בפרוטוקול זה, למרות השימוש בשיטת סינון שונה, אותה תוצאה הושגה עם השילוב של Mitf, Sox10 ו- Pax3 לתכנות מחדש ישיר של תאי עור למלנוציטים כפי שתואר קודם לכן14. פיתוח מערכת ליצירת מלנוציטים מתאי עור אחרים יכול לספק תוכנית להפיכת תאי עור אחרים של חולי ויטיליגו למלנוציטים. לפיכך, חיוני לבנות שיטה פשוטה ויעילה לתכנות מחדש ישיר זה כדי ליצור מלנוציטים בהצלחה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עבודה זו אושרה על ידי הוועדה לניהול ושימוש בחיות מעבדה באוניברסיטת ג'יאנגסו (UJS-IACUC-AP--20190305010). הניסויים בוצעו תוך הקפדה על התקנים שנקבעו על ידי האגודה להערכה והסמכה של ארגון המחקר הבינלאומי לטיפול בחיות מעבדה (AAALAC International). לא היו ניסויים שבהם היו מעורבים בני אדם, ולכן עבודה זו לא הייתה זקוקה לאישור ועדת האתיקה של המחקר האנושי. עיין בטבלת החומרים לקבלת פרטים על ריאגנטים.
1. בניית מערכת אריזה מרוכזת של נגיף הלנטי לגורמי שעתוק
2. תכנות מחדש ישיר של פיברובלסטים למלנוציטים (איור 2A)
3. אופטימיזציה לתכנות מחדש וזיהוי ישירים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאמר זה כולל את הפרוטוקולים של מערכת אריזה מרוכזת של lentivirus לייצור lentivirus של גורמי שעתוק לתכנות מחדש ישיר של פיברובלסטים למלנוציטים ופרוטוקולים לסינון גורמי שעתוק ותכנות מחדש ישיר של מלנוציטים מ- MEFs.
ההצלחה של ייצור לנטי-וירוס מרוכז הוערכה על ידי התבוננות בעוצמת הפלואורסצנטיות של GFP (איור 1A) או על ידי ציטומטריית זרימה (איור 1B) לאחר הדבקת תאי HEK-293T במשך 48 שעות בנגיף לנטי לא מרוכז (1x) ובנגיף לנטי מרוכז (100x). הטיטר של...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איכות הנגיף חיונית להצלחת התכנות מחדש הישיר למלנוציטים בפרוטוקול זה. השיטה של אריזה וריכוז וירוסים בפרוטוקול זה היא פשוטה וקלה לחזרה ואינה מסתמכת על כל מגיב מרוכז עזר אחר. פרוטוקול זה ניתן לעקוב בהצלחה ברוב המעבדות. כדי להבטיח את איכות הנגיף המרוכז, הנקודות הבאות זקוקות לתשומת לב מיוחדת. האחד הוא מצב התא של HEK-293T. למרות שתאי HEK-293T הם תאים מונצחים, התאים המשמשים לייצור הנגיף המרוכז חייבים להיות תאים בריאים בתוך 10 מעברים (הטיטר יורד עם מעברים גבוהים יותר).
נקודה קריטית נוספת היא חלקו של מ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
מחקר זה נתמך בחלקו על ידי מענקים מהקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82070638 ו-81770621) ומהקרן למדעי הטבע של מחוז ג'יאנגסו (BK20180281).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.05% טריפסין-EDTA | Gibco | 25300-062 | מאוחסן בטמפרטורה של -20 מעלות; C |
| 0.45 μ מסנן M | Millipore | SLHVR33RB | |
| 5 מ"ל פוליסטירן צינור תחתון עגול | פלקון | 352052 | |
| 95%/100% אתנול | LANBAO | 210106 | מאוחסן ב-RT |
| Adenine | Sigma | A2786 | ריכוז מלאי 40 מ"ג/מ"ל ריכוז סופי 24 ומיקרו; g/mL |
| Alexa Fluor 555 עז נגד עכבר IgG2a | Invitrogen | A21137 | דילול של 1:500 לשימוש |
| באנטיביוטיקה (עט/סטרפטוקוקוק) | Gibco | 15140-122 | מאוחסן ב-20 מעלות; C |
| Anti-TRP1/TYRP1 נוגדן | Millipore | MABC592 | מארח/איזוטיפ: עכבר IgG2a תגובתיות מינים: עכבר/אדם דילול של 1:200 לשימוש |
| בנוגדנים נגד TRP2/DCT | Abcam | ab74073 | מארח/איזוטיפ: ארנב IgG תגובתיות מינים: דילול עכבר/אדם של 1:200 לשימוש |
| CHIR99021 | Stemgent | 04-0004 | ריכוז מלאי 10 מ"מ סופי ריכוז 3 μ M |
| כולרה טוקסין | Sigma | C8052 | ריכוז מלאי 0.3 מ"ג/מ"ל ריכוז סופי 20 pM |
| Cy3 עז אנטי-ארנב IgG (H+L) | Jackson Immunoresearch | 111-165-144 | דילול של 1:500 לשימוש |
| ב-DMEM (גלוקוז גבוה) | HyClone | SH30243.01 | מאוחסן ב-4 מעלות; C |
| DMSO | Sigma | D2650 | מאוחסן ב-RT |
| FBS | Gibco | 10270-106 | מאוחסן ב-20 מעלות; C מופעל בחום לפני השימוש |
| ג'לטין | סיגמא | G9391 | מאוחסן |
| בפלסמידים RT GFP-PURO (MITF, Sox10, Pax3, Sox2, Sox9 ו-Snai2) | Hanheng Biological Technology Co., Ltd. | pHBLPm003198 pHBLPm001143 pHBLPm002968 pHBLPm002981 pHBLPm004348 pHBLPm000325 | מאוחסן ב -20 מעלות; C |
| המטוקסילין | Abcam | ab220365 | מאוחסן ב- RT |
| Human EDN3 | אמריקאי-פפטיד | 88-5-10A | ריכוז מלאי 100 μ M ריכוז סופי 0.1 μ M |
| הידרוקורטיזון | סיגמא | H0888 | ריכוז מלאי 100 ומיקרו; גרם/מ"ל ריכוז סופי 0.5 ומיקרו; g/mL |
| L-DOPA | Sigma | D9628 | מאוחסן ב-RT |
| Lipofectamine 2000 | Invitrogen | 11668-019 | מגיב טרנספקציה, מאוחסן בטמפרטורה של 4 מעלות; |
| ערכת צביעה C Masson-Fontana | Solarbio | G2032 | מאוחסנת בטמפרטורה של 4 מעלות; C |
| בלסם ניטרלי | Solarbio | G8590 | מאוחסן בטמפרטורה של 4 מעלות; C |
| Paraformaldehyde | Sigma | P6148 | מאוחסן ב-RT |
| PBS (-) | Gibco | C10010500BT | מאוחסן ב-RT |
| Phorbol 12-myristate 13-acetate (TPA) | Sigma | P8139 | ריכוז מלאי 1 mM ריכוז סופי 200 ננומטר |
| פוליברן | סיגמא | H9268 | מגיב טרנספקציה פולימרי קטיוני; ריכוז מלאי 8 μ g/µ L ריכוז סופי 4 נ"ג/&מיקרו; L |
| Puromycin | Gibco | A11138-03 | מאוחסן בטמפרטורה של -20 מעלות; C |
| רקומביננטי אנושי bFGF | Invitrogen | 13256-029 | ריכוז מלאי 4 μ g/mL ריכוז סופי 10 ננוגרם/מ"ל |
| אינסולין אנושי רקומביננטי | סיגמא | I3536 | ריכוז מלאי 10 מ"ג/מ"ל ריכוז סופי 5 ומיקרו; גרם/מ"ל |
| אנושי רקומביננטי | D | 255-SC-010 | ריכוז מלאי 200 μ g/mL ריכוז סופי 100 ננוגרם/מ"ל |
| RPMI-1640 | Gibco | 11875-093 | מאוחסן ב-4 מעלות; C |
| Xylene | Sigma | 1330-20-7 | מאוחסן ב-RT |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.